化学主要是在原子和分子水平上研究物质相互作用和变化的规律，以及研究物质的结构和性能之间的相互关系。现已知道生物体中的各种生命过程都和化学变化密切相关，简单的酸碱中和反应、复杂的酶的催化作用都是化学反应在特定条件下的一种生理过程。

       迄今，化学在探究生命过程中的许多问题上已作出了重要的贡献。早在20世纪初，化学家已开始研究糖类、维生素、血红素、叶绿素等的化学结构。此后逐渐认识生命物质由蛋白质、核酸、糖类、脂类等有机物和水及无机盐组成，各种组分在生命过程中都有其特定的功能。蛋白质构成生物体中的各种器官，也是构成促进体内生化反应的酶催化剂；核酸是遗传的主要物质基础；糖是生命活动的主要能源；脂类主要起着供能和保温作用，也是组成细胞膜的主要成分；水起着溶剂作用并参与形成各种生命物质。上述各种物质能结合成具有生命的特性，各种次级键特别是氢键在其中起着关键的作用。

       糖类、蛋白质和核酸等生物大分子的序列分析研究已取得很大成果，对它们进行微量、快速的序列分析方法仍有待进一步深入。在上述基础上开展合成和应用的研究，包括合成方法、模拟和改造天然活性肽、创造具有新功能的蛋白质分子、合成具有特殊生物功能的寡糖、合成指定结构的核苷酸、合成生物体中含量很低而活性很强的核酸和多肽以及研究其结构和应用，将是未来化学在生命科学领域的重要内容。

       生物体从诞生、成长、繁殖和衰亡的整个生理过程，实质上都和化学反应密切相关。这些过程在生物体中由各种各样的生物膜包围成一个个大小不同的细胞和器官，它们就是不同的化学反应器，在其中进行着非常复杂而又相互配合得很和谐的化学反应。这些膜和多种多样的化学反应过程，有它们的共性，但不同的个体和反应条件的不同又有它们的特殊性，阐明这些反应在各种条件下进行的机理，其内容浩如大海，有待未来的化学家去研究。

       从另外一个角度出发，探讨一种化学物质在生物体的各个器官中的生理活动以及在不同条件下的功能和性质，也是化学需要研究的课题。1992年一氧化氮（NO）分子成为该年度的化学明星分子就是一例。

       一氧化氮是化学家早已熟悉的一个小分子，直到20世纪80年代末才发现它在多种生化过程中起着关键作用。它具有神奇的生理调节功能，对心血管调节、神经和免疫调节等有着十分重要的作用：（1）刺激血管平滑肌起舒张血管作用，可以降低血压。长期以来人们用硝酸甘油酯类血管扩张剂来治疗心绞痛和心力衰竭，通过研究发现这是因为硝酸甘油酯在生理条件下发生变化生成一氧化氮，是它刺激血管平滑肌而使血管扩张。（2）在神经系统中起传递信息物质的作用。NO可用于治疗泌尿生殖系统疾病。NO不需要通过任何中介机制，快速扩散透过生物膜，将一个细胞产生的信息传递到它周固的细胞中。NO还可以起传递性兴奋信息和帮助大脑记忆等功能。（3）杀灭细菌，增强免疫功能。当细菌入侵人体时，体内的一氧化氮合成酶就会促使L－精氨酸分解生成NO来杀灭细菌。研究表明，NO具抗炎和促进炎症产生的双重作用。微量的NO可以灭菌，但浓度大时也可以引起炎症。NO浓度的变化与机体的生理功能紧密相关，许多疾病包括癌变和动脉硬化等，可能是NO的释放或调节不正常引起的。

       一氧化氮的许多功能已被确证，发现NO具有上述功能的科学家于1998年获得诺贝尔医学与生理学奖。但是，科学家们对NO的生物化学特性仍然知之甚少，对它的作用机制仍需深入继续研究。

       一氧化氮是一个组成最简单的双原子分子之一。由2个NO分子组成的（NO）2二聚分子，在气相中利用电子衍射法测定得到的结构如下所示：

N－－－－N间的距离为224pm，2个N＝O的键长为115pm，按照N原子为三价，O原子为二价，（NO）2分子中的N－－－－N之间应当是共价单键，可是实验测定的距离224pm比N—N共价单键值150pm大得多。为什么这么简单的一个（NO）2二聚分子中两个N原子不进一步接近一点，形成较强的N—N共价单键，而是保持这么大的距离，只能形成次级键呢？迄今化学家对此还没有给出一个公认合理的答案。

       许多学者认为21世纪是生命科学的世纪。可以肯定地预见到，未来的化学将会更加着重于对生命科学的研究。化学和生物学将更密切地融合在一起。未来化学在对生命过程的研究中，应当思考下列三个方面的问题：

       （1）前辈化学家是依靠什么取得了巨大的成绩和贡献，现在应当怎样继承和发展前辈化学家的探索精神和思路。

       （2）化学发展到今天的水平，对研究复杂的生命过程，正碰上了“用牛刀宰牛”的好时机，应怎样发挥化学家的所长。

       （3）在生命科学的汪洋大海中，怎样找到准确的切入点，突破其中的关键。